Fluides quantiques de lumière
Les photons sont d’excellents porteurs d’information, mais ils n’interagissent généralement pas entre eux.
Les atomes interagissent, mais ils sont difficiles à manipuler et ne bénéficient pas de l’arsenal de l’optique quantique pour détecter les fluctuations quantiques et l’intrication.
Notre approche pour marier ces deux systèmes pour la simulation quantique consiste à utiliser des exciton-polaritons dans des microcavités semi-conductrices.
\noindent Notre équipe utilise cette plateforme pour simuler des effets astrophysiques à proximité de trous noirs artificiels, avec de la lumière.
Description du stage
La gravité analogue permet d’étudier les champs dans des espaces courbés en laboratoire \cite{unruh1981experimental} : il est possible de créer des conditions dans lesquelles les ondes dans les milieux se propagent comme si elles étaient à proximité d’un trou noir \cite{jacquet2020polariton} ou dans un univers en expansion \cite{eckel2018rapidly}, par exemple.
Au sein du Groupe d’Optique Quantique du Laboratoire Kastler Brossel, en utilisant des exciton-polaritons dans des microcavités semi-conductrices et en les faisant se comporter comme des “fluides de lumière”, il est possible de simuler ces effets en laboratoire.
À l’heure actuelle, nous nous intéressons à la création d’une distribution de flux (vitesse) d’un fluide de lumière pour créer l’analogie d’un trou noir artificiel, caractérisé par une surface intangible appelée horizon (le point de non-retour qui délimite l’intérieur du trou noir).
Nous avons récemment démontré un contrôle total de l’espace-temps et nous étudions maintenant sur les corrélations découlant de l’effet Hawking dans cette expérience.
\noindent Le stage pourrait consister en un travail expérimental et/ou théorique.
Responsabilités clés
En tant que membre de l’équipe des fluides quantiques de lumière, vous serez chargé de divers objectifs (selon vos préférences).
Du côté théorique, l’étudiant utiliserait des méthodes numériques \cite{jacquet2023quantum} pour simuler l’hydrodynamique du fluide en rotation et calculer les corrélations Hawking.
Du côté expérimental, l’étudiant utiliserait notre nouvelle plateforme expérimentale pour collecter des données (densité du fluide et phase, spectre d’émission, corrélations de bruit) et analyser ces données en les comparant aux prédictions théoriques.
\end{itemize}
Impact du projet
Ce projet se situe à la croisée de la physique quantique et de la gravité analogue. Il nous permet de créer des conditions de laboratoire où les ondes dans les milieux imitent les comportements près des trous noirs ou des univers en expansion. Cette recherche implique une large gamme de connaissances et de techniques expérimentales que vous aurez l’opportunité d’apprendre pendant le stage.
Comment postuler – Contactez-nous
Nous offrons une opportunité de stage (suivie d’un doctorat si nécessaire)
Pour des questions ou plus d’informations sur ce stage ou pour postuler, veuillez nous contacter directement à l’adresse \href{mailto:maxime.jacquet@lkb.upmc.fr}{maxime.jacquet@lkb.upmc.fr}.
Groupe des fluides quantiques de lumière au LKB
Nous sommes un groupe de scientifiques accueillants-e-s, et nous visons à créer un environnement de recherche inclusif et de soutien.
Nous croyons fermement en la valeur de la diversité et de l’inclusion dans le domaine de la physique quantique, et nous encourageons les femmes et/ou les individus issus de groupes minoritaires sous-représentés à postuler pour ce stage.
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